Хаптична обувка за хора с увредено зрение: 12 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Има повече от 37 милиона хора с увредено зрение по целия свят. Повечето от тези хора използват бастун, пръчка или зависят от друг човек за пътуване. Това не само намалява тяхната самостоятелност, но и в някои случаи вреди на самочувствието им. Настоящият модел се фокусира върху тези проблеми и се опитва да премахне зависимостта им от други хора. С използването на тази обувка те лесно могат да отидат където пожелаят, без никаква външна помощ.

Консумативи

• Обувка
• 2 x ултразвуков сензор (HC-SR04)
• Arduino Pro Mini (или Arduino nano)
• Вибратор (може да бъде спасен от стар мобилен телефон)
• Звуков сигнал (5 волта)
• Кабелни проводници
• 5V източник на захранване (9V батерия + LM7805 или евтина банка за захранване)

Стъпка 1: Разбиране как работи

а) Arduino е микроконтролер, който е основно мозъкът на целия проект. Ултразвуковият сензор разпознава препятствия, като използва принципа на SONAR. Той постоянно измерва разстоянието между най -близките препятствия пред носещия.

б) Когато Arduino знае, че разстоянието е по -малко от един метър, той изпраща квадратна вълна от 0,5Hz до зумера, което означава, че зумерът се включва за секунда, след това се изключва за друга секунда и моделът продължава докато препятствието остава в радиус от 1 м. Той действа като предупреждение за потребителя.

в) Ако препятствието се приближи още по -близо, т.е.разстоянието между обувката и препятствието е по -малко от 50 см, Arduino изпраща постоянни +5 волта към вибрационния двигател, както и към зумера. Той създава силна вибрация и досаден звуков сигнал, нещо като последно предупреждение.

г) Вторият ултразвуков сензор е монтиран по начин, който да чете в разстояние между обувката и земята пред него. Ако Arduino, с помощта на този сензор, открие всякакъв вид ямка или дупка пред обувката, той изпраща квадратна вълна от 1Hz към зумера, както и към вибрационния мотор. Времето на двата сигнала се програмира по начин, който позволява алтернативно включване и изключване на зумера и двигателя.

Вибрационният двигател е вграден точно в точката, в която петата докосва подметката на обувката, като по този начин потребителят знае, че пред него има някакво препятствие и той/тя трябва или да промени посоката си

Стъпка 2: Изберете правилната обувка

Ще правите много запояване близо до обувката и е много вероятно в един момент случайно да повредите обувката. Затова изберете стара обувка, която може би сте лежали наоколо. Обувката също не трябва да е твърде малка, в противен случай ще бъде трудно да работите с нея.

Стъпка 3: Изграждане на веригата

Както можете да видите в горните схеми, всички отделни компоненти са необходими за свързване към Arduino. Следвайте схемата и сглобете веригата.

Стъпка 4: Кодиране на Arduino

Сега трябва да кажете на Arduino какво да прави. Кодът присъства в прикачените файлове, както като word файл (за да го прочетете), така и като.ino файл, който може директно да бъде качен във вашия Arduino. Ако използвате промини, тогава ще трябва да използвате FTDI платка, за да качите кода

Стъпка 5: Подготовка на всичко за монтаж

Ако след качването на кода всичко работи както се предполага, тогава трябва да изключите цялата верига, за да го поставите в обувката.

Стъпка 6: Осигуряване на поддръжка за сензорите

Трябва да направите дупка на върха на обувката, за да могат проводниците да преминават в нея. След това с помощта на някакъв картон трябва да направите опора за монтиране на сензорите върху горната част на обувката (вижте снимките). Преди да фиксирате завинаги всичко с горещо лепило, не забравяйте да запоите проводници толкова дълго, колкото дължината на обувката към всеки щифт на двата сензора и след това ги прокарайте през отвора, който сте направили по -рано.

Стъпка 7: Вграждане на вибрационния двигател

След това трябва да вградите вибрационния двигател в точката, където петата на потребителя докосва подметката на обувката. Не забравяйте да поставите двигателя под стелката, тъй като той ще прикрие всичко и потребителят няма да почувства дискомфорт.

Стъпка 8: Източник на захранване

За източника на захранване имате две възможности:

1. 9V батерия и LM7805
2. Евтина (наистина наистина евтина) Power bank

Използвах батерията в по -ранен прототип, но в последния модел използвам евтина банка за захранване от Amazon. И в двата случая трябва да монтирате източника на захранване отвън. Уверете се, че сте свързали правилно батерията към LM7805 (ако предпочитате това). Направете малка дупка отстрани, за да вкарате двата захранващи проводника вътре в обувката.

Стъпка 9: Добавете превключвател

Заглавието казва всичко, прекъснете електропровода, който влиза в обувката, за да добавите превключвател.

Стъпка 10: Свържете мозъка към тялото

Сега е време да свържете цялата електроника с Arduino. Първо свържете зумера към Arduino и след това вибрационния двигател, последван от връзките за сензорите и захранващите линии в края

Стъпка 11: Скрийте се в Plain Sight

Скрийте Arduino в страничните стени на обувката. Може да се наложи да направите някои шевове и супер залепване, но успях да го направя без нито едно от тях.